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生命是如何诞生的,这是人类走出地球以后,一直都在研究和探索的奥秘,根据科学家的研究我们能够知道,地球上的生命都是由简单生物进化而来的,由最初的单细胞生物进化为多细胞生物,由多细胞生物进化为海洋生物,由海洋生物进化为两栖生物,由两栖生物进化为陆地生物,人类就是由陆地生物猿类进化而来的,不过人类和其它动物最大的区别在于,人类诞生了智慧,从诞生以后就开始不断的探索世界的奥秘,目前人类已经能够走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度是很快的,当人类走出地球看到宇宙之后,人类的好奇心被宇宙的浩瀚所吸引,人类想要知道宇宙到底有多大?在宇宙中是不是还存在外星生命?带着这些疑问,人类走上了探索宇宙的道路。
前段时间,《天体物理学报通信》上发表了英国剑桥大学一个天体物理团队的文章,该文章称他们通过对“超级地球”K2-18b进行光谱分析,发现了该行星大气层中含有二甲基硫和二甲基二硫,这让很多科学家都非常惊讶,或许在这颗星球上面,真的存在外星生命,这颗星球自从科学家发现以后,便因其独特的属性和潜在的宜居环境成为了天文学界的焦点,作为一颗亚海王星型行星,它距离地球大约有120光年,围绕红矮星K2-18运行,被归类为海西亚行星的候选者,这颗星球被发现于2015年,由NASA的开普勒太空望远镜通过K2任务确认,其半径大约是地球的2-3倍,质量大约是地球的8.6倍,属于超级地球。
根据科学家的研究我们能够知道,这颗行星位于宿主恒星K2-18的宜居地带,接收的太阳辐射量和地球相近,理论上允许液态水的存在,2018年的时候,哈勃太空望远镜在其大气中首次检测到水蒸气,这一发现引发了很多科学家的关注,之后科学家进一步的揭示了其大气成分的复杂性,为生命迹象的探索奠定了基础,科学家通过观测研究发现,其大气层主要由氢气构成,并含有甲烷、二氧化碳、氨等气体,值得注意的是,研究团队在2023年宣称可能检测到了二甲硫醚,这种在地球上主要由海洋微生物产生的化学物质,通常被视为潜在的生物标记物,DMS的存在暗示这颗行星可能拥有类似地球的海洋生态系统,微生物通过代谢活动释放该气体。
这颗星球上面的生命,可能和地球早期的生命有一定的相似性,科学家经过研究得出,地球由太阳系原始星云物质通过引力聚合形成,初期不断遭受小行星、彗星等天体的猛烈撞击,能量释放导致地表温度极高,整个星球处于熔融状态,形成岩浆海洋。之后碰撞释放的气体(如氢、氦、甲烷、氨、水蒸气等)构成了原始大气,但缺乏氧气。随着地球冷却,水蒸气凝结成雨,持续数千年的暴雨形成了原始海洋,不过此时的海水呈酸性,且温度高达几十摄氏度。大约在40亿到25亿年前,岩浆逐渐冷却,形成了稳定的抵抗板块、小块陆地开始出现,火山活动虽然活跃,但是频率降低,大气成分逐渐稳定。
原始海洋中积累了大量从陆地和大气中汇入的有机分子,这些物质在能量的驱动下不断反应,形成了更加复杂的有机化合物,为生命诞生提供了物质基础,地球生命的诞生是地球演化历史上最复杂的事件之一,目前科学界普遍认为“化学进化论理论”即生命是从无机小分子逐步进化为有机大分子的过程,最终形成能够自我复制的原始生命,在原始地球的极端环境中,无机化合物(如甲烷、氨、水、氢气等)在能量(闪电、紫外线、火山喷发产生的热量)的作用下发生化学反应,生成有机小分子。有机小分子在原始海洋中积累到一定浓度后,通过脱水缩合等反应形成更复杂的有机大分子,有机大分子(如蛋白质和核酸)在原始海洋中聚集,形成具有相对独立结构的“多分子体系”。
这些体系被一层薄膜(由脂质分子构成,类似细胞膜)包裹,与周围环境分隔开,能够进行简单的物质交换。总体来说早期地球经历了从炽热碰撞到环境稳定的过程,原始大气、海洋和能量条件共同为生命的诞生提供了“摇篮”。生命的起源是一个循序渐进的化学进化过程,从无机小分子到有机大分子,再到能自我复制和代谢的原始生命,每一步都依赖于地球环境的持续演变。目前科学家发现的K2-18b就有点类似于早期的地球,因为二甲基硫和二甲基二硫这两种物质,在地球上时生物大量产生的两种化学元素,地球上的植物或细菌在生长过程中,身体内会合成含硫物质。比如说海洋蜉蝣植物会生成二甲基硫丙酸,土壤中的芽孢杆菌、放线菌等细菌会生成甲硫氨酸等物质。
随着这些生物死亡,其体内含有的含硫物质就会在各种化学反应的作用下,生成二甲基硫、二甲基二硫等物质。甚至在陆地上的部分植物都不需要发生这种化学反应,其在受伤后直接就会生成二甲基硫。因为这个条件的出现,所以有不少科学家认为,这颗星球上面可能存在生命,并且这颗星球正好处于恒星系的宜居地带上,拿我们的太阳系来说,宜居带的核心作用是让行星表面温度处于“刚刚好”的范围——既不太低(避免水冻结成冰),也不太高(防止水蒸发成气态)。这一温度范围由行星与恒星的距离决定:距恒星过近,表面温度过高(如金星,因过近导致温室效应失控,表面温度达460℃);过远则温度过低(如火星,虽曾有液态水,但因距离稍远,如今表面水多为冰)。
液态水是生命化学反应的“溶剂”,能溶解并运输营养物质,是已知生命存在的前提,而宜居带正是液态水稳定存在的保障。宜居带内的行星受恒星活动影响更温和。距恒星过近的行星会遭受强烈的恒星辐射(如紫外线、X射线)和潮汐锁定(一面始终朝向恒星,温差极大);过远则可能因恒星引力弱,难以维持稳定大气层,且接收的能量太少,无法支撑复杂化学反应。宜居带内的行星能平衡能量接收与环境稳定,为生命提供相对安全的“庇护所”。一般来说,生命从简单到复杂的演化需要数十亿年的稳定条件。宜居带内的行星轨道通常更稳定,温度波动小,能长期维持液态水和大气层,让生命有足够时间完成从单细胞到多细胞、从简单到复杂的进化。例如地球,在宜居带内稳定存在46亿年,才演化出如今的丰富生命形态。
所以说,如果其他恒星系中,有宜居地带的行星,那么它上面诞生生命的可能性就会大一点,而且这颗星球上面,富含氢的大气层以及海洋,大气层和海洋对于行星诞生生命很重要,看到这里,相信很多人都会产生一个疑问,就是K2-18b上面真的存在生命吗?其实对“K2-18b是否存在生命”这个问题,当前科学家们对其的“生命探测置信度等级”(confidence levels for life detection)是3级。“生命探测置信度等级”是全球相关科学家对一颗星球是否有生命的判定标准(不论现在还是过去),一共有5级,1级最低,5级最高。这其中我们地球是唯一符合5级标准的人类已知行星,如果后续火星上发现微生物痕迹或者是高等动植物的化石,将成为第二颗5级星体。
K2-18b的判定标准只有3级,在茫茫宇宙中其实并不能算多高。当前人类在宇宙中发现的3级置信度星体有好几颗,K2-18b只是其中之一(目前还没有4级置信度的星体)。后续K2-18b上的二甲基硫和二甲基二硫如果能排除是通过大气层化学反应自然形成,或者是地质活动形成的,那么K2-18b的置信度可能达到4级,成为第一颗4级置信度的星体。不过就目前科学家发现的这些条件,还不能够完全确认这颗星球上面是不是真的存在生命,想要确定这颗星球上面是不是真的存在生命,最好的办法就是亲自登陆这颗行星,不过这颗星球距离地球120光年,这对于人类来说就是一个天文数字,光年是一个距离单位,一光年就相当于光速飞行一年的距离。
光速大约是每秒30万公里,以这个速度在宇宙中飞行,都需要120年的时间,人类现在的飞行器还没有光速的百分之一,所以人类根本无法飞到这颗星球上面,在40多年前,科学家发射了旅行者1号和2号探测器,发射它们的目的就是为了能够让它们飞出太阳系,探索太阳系之外的外星生命,不过这么多年过去了,旅行者1号和2号探测器依然没有飞出太阳系,科学家经过研究得出,如果按照它们的飞行速度,想要完全飞出太阳系,至少需要上万年的时间,对于人类来说,这个时间非常漫长,所以人类必须想到能够提升飞船速度的办法,对此科学家认为,我们可以通过曲速引擎来提升飞船的速度。
简单来说就是曲速引擎通过产生曲力场,在飞船周围形成“曲速泡”。曲速泡前方的空间被压缩,后方的空间被拉伸膨胀,飞船则处于这个相对稳定的时空泡内。这就如同在橡皮筋上滑动小球,当橡皮筋一端拉近,另一端拉远时,小球会快速向一端靠近,而小球本身并没有加速,只是橡皮筋的形状改变了。根据狭义相对论,物体速度不能超过光速,但曲速引擎是让时空本身发生运动,飞船相对于周围时空是静止的,没有违反相对论中物质或信息不能超光速传播的限制。这种时空的超光速运动类似于宇宙的超光速膨胀,并未传递信息,因此不违背自然法则,曲速引擎拥有不同等级,等级越高,所需能量呈指数级增长,速度也越快。
1级曲速引擎就能达到光速,而9.9999级曲速引擎速度可接近20万倍光速。以这样的速度,人类进行星际旅行将发生翻天覆地的变化,飞出太阳系或许只需短短几分钟,前往遥远的星系也仅需数年时间。如果人类真的能够实现这项技术,那么人类移民到其它星球就容易多了,小编认为,人类作为地球上最有智慧的生命,人类的科技在不断的进步,未来随着人类科技的进步,人类一定能够解开宇宙中其它星球的奥秘,希望这一天能够早日到来,对此大家有什么想说的吗?